但是，此时，敌人已经将我登陆部队重重包围，不可能撤回大陆归建了。
27日天亮，国民党军向我古宁头阵地发起总攻，像潮水一般的敌人从三个方向涌来。敌海军军舰绕到古宁头北面的海上，用重炮向地面炮火射击不到的死角轰击。飞机也出动，低空扫射。孙、刘、徐等被敌分割包围，战斗极为残酷。二四六团团长孙云秀和几个战士被围，经激烈战斗，眼见突围无望，孙云秀突然跃起，对着敌人高喊：“过来吧，我就是团长！”他打倒几个敌人后，对准自己的太阳穴开枪自杀。国民党军史上讲：“孙匪云秀极为彪悍，饮弹自尽后，尸体兀自屹立不倒。”至10时许，古宁头陷落，刘天祥牺牲，徐博率部分残余官兵遁入深山打游击，敌使用一个师的兵力搜山，徐博被俘，后被杀害。
进攻金门岛的战斗，共毙伤国民党军9000余人，但登岛部队共3个多团9086人(内有船工、民夫等350人)大部分壮烈牺牲，一部被俘。这是解放战争中人民解放军的一次重大损失。
金门战斗后，第十兵团专门召开会议进行战役检讨，总结出这次战斗失利的主要教训是：在胜利的形势下，高级指挥员轻敌麻痹，盲目乐观，战斗任务尚未全部完成，就过早地转移了工作重心，忙于城市接管，把攻打金门的指挥责任交给了第二十八军；对渡海登陆作战的特点和困难认识不足，船只准备不充分；对敌情掌握不准确，对国民党军第十二兵团两个军增援金门，敌我力量发生重大变化的情况未及时察觉，只强调抓住战机，仍按原计划发起战斗；战斗组织指挥不严密，不同建制的3个团没有统一指挥，仓促发起战斗，这就难以避免造成严重的损失。进攻金门岛战斗虽然失利，但登陆作战的指战员们顽强拼搏、英勇献身的战斗精神是永不磨灭的。
10月29日，毛泽东以中央军委名义亲笔拟写《严重注意攻击金门岛失利的教训》的电文，致电第三野战军和其他各野战军前委。电报先转述第三野战军副司令员粟裕等人对第十兵团首长的批评：“你们以3个团登金门岛，与敌3个军激战两昼夜，后援不继，致全部壮烈牺牲，甚为痛惜。查此次损失，为解放战争以来之最大者。其主要原因，为轻敌与急躁所致。当你们前次部署攻击厦门之同时，拟以一个师攻占金门，即为轻敌与急躁表现。当时，我们曾电你们，应先集中力量，攻占厦门，而后再转移兵力攻占金门，不可分散力量。但未引起你们深刻注意，致有此失。”随即指出：“当此整个解放战争结束之期已不在远的时候，各级领导干部中主要是军以上领导干部中容易发生轻敌思想及急躁情绪，必须以金门岛事件引为深戒。对于尚在作战的兵团进行教育，务必力戒轻敌急躁，稳步地有步骤地歼灭残敌，解放全国，是为至要。”
11月14日，第三野战军政治部就金门战役失利后的政治工作等问题，致电第十兵团政治部，要求正确向兵团将士解释金门战役失利的原因：主要是战役指导思想上重厦(门)不重金(门)，轻敌急躁，缺乏细致的组织工作与技术上的充分准备，受气候变化及地理条件的影响，等等，要求部队树立信心，加强军事准备工作，争取下次战役的光辉胜利。
